如何利用加速度传感器测量物体的倾斜角度 ?

已邀请:

    测量物体的倾斜角度是加速度传感器的一种常见应用,虽然测试原理十分简单,但具体实现过程中仍然会遇到很多问题,比如倾斜角度的精度问题,环境干扰问题。本文将对精度问题进行讨论,并给出一种简化的计算方式。


基本原理

由于加速度传感器在静止放置时受到重力作用,因此会有1g的重力加速度。利用这个性质,通过测量重力加速度在X/Y轴上的分量,可以计算出在垂直平面上的倾斜角度。


如图所示,有Ax=gsinα,Ay=gcosα。则Ax/Ay=tanα,即α=arctan(Ax/Ay)。

/uploads/files_user1/answer/5f28b96aa540c584027.png

根据以上原理就可以根据2轴加速度传感器测量X-Y的平面上的倾斜角度。

但是在实际应用中,很难保证倾斜只发生在X-Y平面。

因此,用三轴传感器的倾角计算公式可拓展如下:

/uploads/files_user1/answer/5f28b99865595775451.png


上述公式基本解决了静态环境下的倾角计算,我们再考虑一种更复杂的场景,运动条件下计算倾角,就需要再增加一个限定条件,即:

/uploads/files_user1/answer/5f28b9df8676c486728.png


分享一份Analog公司的使用加速度计测倾角的应用资料供参考:点击下载

http://www.ganwen.net.cn/plugins/wc_editor/static/ueditor/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif
AN-1057_cn.pdf


要回复问题请先登录注册